Будущее уже здесь. Гигантские производственные компании и заводы, торгово-развлекательные центры, да владельцы жилых частных домов сегодня все чаще переходят на использование такого типа источника питания, как солнечные батареи. В России с помощью такого оборудования обустраивают некоторые предприятия, автоматические билборды и даже автобусные остановки. 
Что из себя представляют такие источники питания, кому на сегодняшний день нужны солнечные панели и в чем состоят преимущества применения этих модулей, попробуем разобраться в этой статье.

Солнечная панель. Общие характеристики

Такое устройство, как правило, представляет собой достаточно большой по своей площади модуль, аккумулирующий солнечную энергию, а после перерабатывающий ее в цепочку электрических импульсов. Эти импульсы и образуют необходимую для работы всевозможных промышленных и бытовых приборов электроэнергию.
Чаще всего такие панели изготавливают из кремния, который сегодня является одним из самых доступных материалов с самым большим периодом полураспада и является низкоэнергетическим (то есть мягким) бета-излучателем. 
Согласно статистике, из кремния сегодня изготовлено более 80% всех эксплуатируемых солнечных панелей.

Классификация солнечных батарей

Согласно общепринятой классификации, солнечные батареи принято ранжировать в зависимости от строения их фотоэлементов. Чаще всего выделяют три различных класса, каждый из которых обладает определенным набором характеристик, имеет свои недостатки и преимущества:
Монокристаллические панели. В них кремниевые кристаллы развернуты в одну сторону. Именно такие батареи стали пионерами в производстве панелей в промышленном масштабе. По своей структуре подобные модули превосходно улавливают ультрафиолетовые лучи, поэтому солнечную погоду производительность такого оборудования может достигать до 25 %. Однако в пасмурные дни их КПД резко падает;
Поликристаллические панели. В случае, если вам необходимы панели, которые будут демонстрировать высокие результаты в любую погоду, лучше всего остановить свой выбор на поликристаллических панелях. Здесь кристаллы кремния развернуты по разным направлениям, что обеспечивает им различную ориентацию. Однако стоит учитывать, что данный вид солнечной батареи показывает КПД несколько ниже, в отличие от предыдущего варианта;
Аморфные панели.  Готовы поспорить, что этот вид солнечной батареи вы уже видели! Такой модуль используется в мобильном телефоне, калькуляторе и прочей мелкой бытовой технике. Чаще всего это универсальные переносные приспособления. Подобный вариант батареи способен обеспечить подключение нескольких владельцев «умного дома» по единому каналу. Такие панели представляют собой напыление кремниевого порошка с использованием пленочного полимера. Производительность достигает всего 10 %. Из больших плюсов отметим возможность выработки энергии даже при рассеянном солнечном свете. 

Принцип действия и установка солнечной батареи

Для частных домов, коттеджей и дач такие панели сегодня устанавливаются в целях экономии электроэнергии, а впоследствии - бюджета. В идеале данное оборудование должно закладываться ещё на этапе проектирования здания. Но если застройщик или владелец дома не учел наличие в будущем такой системы, то крышу придется подготовить, установив сопутствующее оборудование.
Для функционирования всей системы потребуются контроллер, который будет вырабатывать ток постоянной силы, а также аккумулятор с достаточной мощностью и емкостью. Последний служит для накопления энергии во время отсутствия постоянных ультрафиолетовых лучей.
Для бесперебойной работы необходимо подключение некоторых дополнительных устройств, которые будут отслеживать напряжение в сети. Например, реле мощности, который сможет контролировать подачу тока. Или (а лучше вместе) генератор автоматического ввода резерва, который обеспечит непрерывную работу даже при отключении остальных приборов всей системы.
Эту функцию может выполнять и система «умный дом», которая при необходимости активизирует все устройства, обеспечивающие налаженную работу панелей.
В классификации панелей по принципу их работы, выделяют:

• Автономные системы. Они используются без каких-либо дополнительных источников включения сети главного энергетического снабжения;
• Комбинированные системы. Подобные солнечные панели применяются вместе с центральным энергетическим блоком.

Вариации на тему

Итак, использование солнечных панелей позволяет генерировать и грамотно распределять энергию, полученную от солнечных лучей. Первое и самое важное преимущество такой системы – неплохой способ сэкономить бюджет. 
Как уже отмечалось выше, такие конструкции чаще всего устанавливают крупные предприятия, однако в связи с увеличением доступности и постепенному падению цен, такие солнечные панели все чаще устанавливают и в обычных жилых домах. 
Купить такое оборудование сегодня можно в специализированных торговых точках. Стоимость зависит от укомплектованности системы, а также от размера самой солнечной батареи.
Предлагаем вашему вниманию обзор нескольких самых интересных на наш взгляд вариантов.
Относительно небольшой модуль Exmork ФСМ-20П можно приобрести за 2080 рублей (без учёта доставки и установки). Работает данная солнечная панель на основе поликристаллической технологии. Ее размеры составляют 49 см × 36 см. Толщина - всего 2,5 см. Такой панели будет достаточно для обеспечения потребностей небольшого дома. Важно понимать, что к это системе дополнительно понадобится контроллер, который интегрирует ее в рамках «умного дома».

Практически идентичная модель, но обладающая большей мощностью и, соответственно, размером - Exmork ФСМ-250П. Эта система способна поддерживать напряжение тока до 250 В. В основе работы та же поликристаллическая технология. Размеры модели: 164 см × 99 см, толщина - 4 сантиметра.

Отличный вариант для обеспечения частичной автономизации коттеджа или загородного особняка - солнечная электростанция Дача-100-500. Эта система способна решить вопрос обеспечения бытовой электроэнергией практически в любом жилище (естественно, без электрического отопления и работы бойлеров). С помощью этой станции хватит с лихвой для бесперебойной работы ноутбука, телевизора, стереосистем, освещения, контроллеров, а также и зарядных устройств для мобильных гаджетов.
Установка и подключение такой системы осуществляется профессиональными инженерами-настройщиками. Примечательно, что для установки и последующей настройки вам придется выложить крупную сумму, зачастую равную стоимости самой панели. 
Отметим, что существует возможность подключить такое устройство к нагрузке в 12 В. Для увеличения КПД к одной системе параллельно можно подключить несколько таких панелей. Выходное напряжение составляет до 220 В.
Ультрафиолетовые лучи, попадая на панель заряжают аккумуляторную батарею. Ночью, а также при отсутствии достаточного солнечного света, происходит питание всех «потребителей». 

Особенности установки и эксплуатации

Безусловно, окупаемость данной технологии вырабатывания энергии во многом, зависит от погоды, которая в некоторых регионах России порой непредсказуема. Подобные солнечные батареи идеально подходят для южных регионов России со значительным количеством солнечных дней а протяжении календарного года. Хотя в качестве дополнительного или запасного питания, такая панель подойдёт для любого жилья, главное грамотно подобрать мощность оборудования и правильно настроить его работу.
Для того, чтобы обеспечить наилучшие условия для работы панели, желательно следует устанавливать батареи на южной части крыши или на самом освещенном участке придомовой территории. Кстати, установка на участках, а не на крышах, сегодня довольно частая практика. В таком случае отпадает необходимость в проведении высотных работ. В качестве альтернативного варианта можно установить такое оборудование на стену дома. Весьма практично и удобно. 
Аккумуляторы при этом могут устанавливаться как гелиевого, так и свинцового типа. Первые более практичны так как обеспечивают в разы больше циклических зарядов и разрядов батареи, чем их аналоги. Второй вариант несколько дешевле и практически не боится заморозков. Отметим, что эти аккумуляторы абсолютно безопасны и не выделяют вредных веществ и токсинов в окружающую среду. 
Важный нюанс – в зимний сезон мощность, генерируемая такой системой практически не отличается  от летнего солнечного периода. Хотя, конечно, следует учитывать такой фактор как продолжительность светового дня, что непосредственно на накапливаемый объем электрического заряда. При этом температурный режим окружающей среды не влияет на мощность панели. В случае низких показателей температуры воздуха, возможно лишь некоторое торможение в работе определенных систем оборудования солнечной электростанции. 
Чрезвычайно важный фактор, от которого, собственно и зависит работа батареи – количество ультрафиолета, попадающее непосредственно на панель. При ярком солнечном свете и безоблачной погоде, система продемонстрирует 100% показатели работы, при небольшой облачности ее возможности сократятся до 75%, а при сильной – 45%
Уход за такой системой не сложен. Два раза в году ее следует протирать от грязи и пыли. Для этого потребуется любое спиртосодержащее средство или специальный состав для чистки стекол. Зимой, например, после снегопада, для обеспечения ее полноценной работы достаточно стряхивать снег с батареи. 
Срок службы таких систем обычно составляет 20-25 лет. После окончания заявленного срока, вырабатываемая панелью мощность падает на 30%.

В завершении

Солнечная электростанция в «умном доме» позволяет автономизировать работу самой системы, контроллеров, а также многочисленных гаджетов и устройств, подключенных в единую интеллектуальную сетку. Таким образом вы получаете фактическую независимость от центральной электросети и застрахуете основные системы своего дома от возможных перебоев с электроэнергией. Безусловно, полностью обеспечить свое жилище энергией для работы всего энергоемкого оборудования будет достаточно сложно в виду дороговизны таких батарей, однако даже одной небольшой панели может хватить для бесперебойной работу холодильника и телевизора.
Абсолютно бесплатная электроэнергия – главный козырь солнечных панелей. Подключая солнечные панели, владельцы частных домов смогут существенно сократить траты на оплату коммунальных платежей. Уже в ближайшей перспективе такие системы позволят на бытовом уровне полностью отказаться от потребления электричества, получаемого из невозобновляемых источников.